1990年年底,美国国会对国家航空航天管理局提出要求,希望后者研究近期内小行星或彗星与地球相撞的可能性。此举引起了各种不同的反响。

小行星与地球相撞,这是不是危言耸听?答曰:否。它既非危言耸听,也不是杞人忧天。这种可能性是确实存在的。包括生物学家在内的大多数科学家认为,将近40亿年来,地球上的生命一再受到小行星、彗星或其他星际天体的撞击,造成全球性灾变,引起动植物物种的灭绝。

近10年来获得的许多证据证明,地球历史上的许多全球性灾变,既非长期气候剧变所致,也不足由于火山作用或瘟疫流行所造成,而是巨大的彗星或小行星撞击地球的结果。

地球受到如此强烈的撞击,造成持续数月崩发出大量碎片、粉尘、烟灰和蒸气,进入同温层,包围住整个地球,遮天蔽日,使温度骤降,平均温度下降30°C£右,引发“核冬天”一样的气候。在这样黑暗寒冷的环境下,使动植物成批灭亡。去年,美国地质学家恕迈克(Shoemaker)发现和证实,衣阿华州一方圆35公里的曼森陨石坑,可能是6500万年前杀灭恐龙的彗星碎片所造成的。美国地质学家沃尔夫通过研究怀俄明州的植物化石发现,6500万年前的6月出现过“冬天”,进一步证实了有关外星体撞击地球,最后导致包括恐龙在内的大量古生物种灭绝的理论。去年,又发现了有力的证据。美国及墨西哥的地质学家在墨西哥东南部尤卡坦半岛北岸的奇斯陆城发现了一个方圆176公里的巨大陨石坑,据认为这很可能是彗星这一类巨大天体的撞击点,这就是造成6500万年前包括恐龙在内、1/3种群灭绝的生物浩劫的原因。

这种撞击会不会重演?天文学家对此深信不疑。他们认为,太阳系中布满着飞驰的天体,其中某一巨大的天体再一次向地球冲来只是迟早的事。进入20世纪,在这方面,警报频传。1908年6月,在西伯利亚通古斯地区的爆炸事件,毁灭了2000平方公里的森林。据认为这是该地区8000米高空处爆炸了一颗100米左右大小的小行星或彗星,释放的能量相当于20枚氢弹,相当于1000万吨级TNT炸药。1978年,在南太平洋检测到一次10万吨级TNT当量的强大爆炸,曾一度被怀疑系一次秘密的核试验,现在则认为是小行星对地球的撞击。如果此等撞击发生在大城市上空,则百万生灵将遭灭顶之灾。1991年1月,一颗直径为10米的小行星,从月球与地球之间穿过,差一点擦到了地球。 1992年,法国科学家宣称,10年后,即2002年的9月26日将有一颗小行星可能与地球相撞,它撞击地球的速度达每秒100公里,撞击总当量相当于二次大战美军在广岛扔下的原子弹的上千倍。去年9月,又由日本科学家观测刊名为“塔图”(Tuttl)的彗星,国际天文学联合会宣称,这颗宽10公里的彗星将于2126年撞击地球,引起毁灭性的全球灾难(该组织现已撤回了这一警报)。美国航空航天管理局于今年1月发布了好几个6.4公里长的哑铃型小行星TouTatis的雷达影像,这是Toutatis在离地球350万公里的范围内飞驰过去时摄下的,而350万公甲,按天文标准来看,只是一发之距。

面对如此的威胁,人类当然不能熟视无睹,也不会束手无策,坐以待毙。人类完全有能力使地球免受小行星的撞击。科学家头脑中构思的防御方略是化剑为犁:让星球大战、火箭技术为人类造福。首先,探测这些有威胁性的小行星或彗星,然后,在其可能撞击地球以前,使之偏移或把它摧毁。

美国航空和航天管理局应国会的要求,组织了两个专门小组。一个小组负责搜索和发现即将登临地球的天体,另一组则负责拟订拦截它们的对策。

检测小组建议,建立一个至少包括6架2.5米口径的大视场地面望远镜的搜索网,其中3架布贾在北半球,3架布置在南半球。除美国本土外,北半球的加纳利群岛天文台和南半球澳大利亚的赛丁斯普林英澳天文台都是非常合适的监测点。这种3远镜装备有先进的电荷耦合的电子摄像机,它能将天体的电像输入计算机,后者能迅速发现和跟踪小行星或彗星(这在10到15年前是无法做到的)。预计初期投资需5000万美元,年运转费约1000万至1500万美元。总费用约为2.7亿美元。预期在10年内可发现大部分横越地球的巨大小行星。20年内可搜索发现10,000颗直径大于500米的威胁地球的小行星。预计25年内可发现90%直径大于1公里的有威胁的小行星。这样,就可保证今后25年内把意外的宇宙碰撞的危险减少至3/4以下。

有无数小行星紧靠着火星与木星之间的轨道运行,它们通常对地球不构成威胁。估计可能横越地球轨道的、直径大于20米的小行星有1亿个,自1973年始,美国科学家就对这些越地小行星作系统搜索,其中直径大于100米的有30万个,它们撞击地球时能造成区域性的灾变,但不致造成全球性灾害。而其中直径大于1公里的估计有2000个左右,还有同等数目的彗星。最大的危险来自这些直径大于1公里的小行星,其撞击能量在1000亿吨级以上,这样的冲击一旦发生,肯定招致全球性的灾变。检测小组认为,凭借现有的技术,完全有可能发现和追踪直径大于1公里的小行星和短寿命彗星。长寿命彗星,则因其为偏心轨道,故较难追踪。目前,检测小组已发现150个左右直径在1公里以上的、可能通过地球轨道的小行星。估计每个月可发现二、三个新的,25年内基本上可全部搜索完。

直径在100米以下的小行星与地球大气层相遇时会发生爆裂,通常并无多大的危害。直径大于100米的小行星,则会进一步穿入大气:造成例如通古斯地区的爆炸事件。据估计,100米以下的小行星与地球相撞的几率为每300年发生一次,直径在100米至1公里之间的天体与地球相撞的几率为每5000年发生一次。极大的小行星释放的能量,超过任何已知的核爆炸,可造成难以估计的破坏。检测小组推测,直径1公里的天体与地球的碰撞,可覆盖整个地区或国家,在人口稠密区,可造成数以千万计人口的死亡。这样的撞击约30万年可发生一次。直径达5公里的天体,约100万年可降临地球一次,将造成大规模灭绝。

导弹拦截

拦截小组认为 · 只要把现有的技术水平提高一步,防止撞击灾难的途径是确实存在的。基本的策略是:首先搜索这些威胁性的天体,然后发出装有弹头的导弹拦截爆炸,使其运行轨道发生偏移,进入新的轨道,从而无害地越离地球(见图)。

3.2

大多数小行星在与地球相撞的过程中,总是多次地由地球旁通过,最后才与地球相撞。因此可以选择最佳时机,借爆炸使之发生偏移。对于小的天体,只要用常规爆破器材在近日点处施以适当的冲击,所造成的偏移在其沿轨道的每一周运行中都会得到加强,最后即可使其偏离地球而去。但对于以每秒25公里速度运行的、直径大于100米的天体,如要在1.5亿公里以内拦截它,就非得用核爆炸装置不可。只有核爆炸装置才有足够猛烈的冲击力使之发生偏移。在1.5亿公里范围内,要使2公里大小的天体偏离地球所需的能量约相当于100万吨级的核爆炸。如果小行星离地球更近,在上述距离的1/10左右以内,则所需能量约相当于1亿吨级的核爆炸,其威力超过迄今爆炸过的任何核装置。

拦截小组建议,部署一支以1200枚导弹、相当于当今整个核武器库的爆炸威力装备起来的核舰队,执行拦截小行星的任务。

所谓长寿命彗星,情况有所不同。它会在没有任何征兆的情况下从太阳系外层空间飞驰而入,通常天文工作者发现它时,只有数月到一、两年的时间躭越过地球,它以相对于地球每小时217,000公里的速度一下子出现在与地球相撞的轨道上。人们就来不及监测和施以爆炸使之偏移,因而只有快速核冲击才能解决问题。

地球防御者在行动以前必须确切地弄清楚目标的性状,因此必须派出一个“先遣特使”,即发出装有仪器设备的飞船,在该目标旁或沿着该目标的轨道飞行,从而测定出该天体的大小、形状和组成。美国国防部配合航空和航天管理局已经安排了代号为克莱门廷(Clementine)的飞船。它将于1994年通过日益逼近的乔格拉福斯(Geographos)小行星时开启设备,以检验来日用于对付真正威胁的传感器和导航设备。

当确定了日益逼近的天体的性状以后,就可以确定采用的爆炸方式,采用远距离爆炸、表面爆炸还是表面下爆炸。如果是小的行星或彗星,表面爆炸即可使其气化,但对于较大的天体,就得将其推入新的轨道。对于主要由铁组成的小行星,或许就得以表面爆炸把它们推入新的轨道。

在截击大的彗星或铁质小行星时,必须注意不让它们炸成许多巨大的碎片,否则一块巨大的碎片就可毁掉一个城市。为了避免出现这种情况,拦截小组建议使用中子弹,后者的大部分能量不是以猛烈的冲击波,而是以超速飞驰的中子流的形式发出。当导弹到达接近小行星半径的距离时,中子弹头即发生爆炸。中子流将深深透入小行星,使其中,物质升温并气化,高速膨胀,一下子从小行星一侧冒出,从而把小行星推入一个对地球没有威胁的新轨道。

每年用于研究上述防护技术和可能的空间站传感器,约需数千万美元。研制用于搜索威胁性天体所需的自控飞船,约需数亿美元。也有人建议,可以利用少量美国和前苏联正在拆除的导弹,加以改造用来拦截小行星,则可望大大降低相应的费用。

在地球上或轨道上部署这样高能量的导弹,不少人对此持犹豫态度。反核和反星球大战的科学家,对于核舰队的惧怕,更甚于对小行星撞击地球的灾难的惧怕。他们担心由此引起部署大规模核武器库的狂热。据报刊透露,赞成星球大战的科学家及核武器专家,原来正因为规划收缩而沮丧。现在以小行星和彗星的威胁为借口,他们蠢蠢欲动,企图重整旗鼓,东山再起。这引起有识之士的普遍关切。